Ферротитан. Методы определения ванадия

ГОСТ 14250.8-80

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОТИТАН

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ

Издание официальное
Гос<». _ «
■Паучно-тсхггіг: сгая
Е Г! БЛ НОТЕ мА
2

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

УДК 669.15'295—198 : 546.881.06 : 006.354

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ФЕРРОТИТАН

Методы определения ванадия
Ferrotitanium.
Method for determination of vanadium

ОКСТУ 0809

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17 марта 1980 г. № 1172 дата введения установлена
с 01.07.80
Ограничение срока действия снято по протоколу № 5—94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11—12—94)
Настоящий стандарт устанавливает титриметрический и атомно-абсорбционный методы опре­деления ванадия (при массовой доле ванадия от 0,05 до 3,5 %) в ферротитане.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4524—84.
(Измененная редакция, Изм. 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 28473—90.
1.2. Лабораторная проба должна быть приготовлена в виде тонкого порошка с размером частиц, проходящих через сито с сеткой № 016 по ГОСТ 6613—86.
1а. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
la.l. Сущность метода
Метод основан на окислении четырехвалентного ванадия до пятивалентного марганцовокис­лым калием в сернокислой среде.
Избыток марганцовокислого калия восстанавливают нитритом натрия. Ванадий титруют раствором двойной сернокислой соли закиси аммония — железа. Конец титрования фиксируют амперометрически, потенциометрически или наблюдением за изменением окраски с применением индикатора фенилантраниловой кислоты.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ

Установка любого типа для амперометрического или потенциометрического титрования вана­дия.
Мешалка магнитная.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77 и разбавленная 1 : 1, 1 : 9.
• Кислота фенилантраниловая, раствор с массовой концентрацией 2 г/дм3; 0,2 г фенилантрани­ловой кислоты растворяют в 100 см3 воды, содержащей 0,2 г углекислого натрия.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
* Переиздание (декабрь 1998 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в апреле 1985 г.,
ноябре 1990 г. (ИУС 7-85, 1—91)
© Издательство стандартов, 1980
© ИПК Издательство стандартов, 1999
Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490—75.
Мочевина по ГОСТ 6691—77, раствор с массовой концентрацией 300 г/дм3; свежеприготовлен­ный.
Натрий азотистокислый по ГОСТ 4197—74, раствор с массовой концентрацией 40 г/дм3.
Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.
Натрий углекислый по ГОСТ 83—79.
Калий пиросернокислый по ГОСТ 7172—76.
Железо металлическое восстановленное.
Титан электролитический.
Ванадия пятиокись, стандартные растворы А и Б.
Раствор А: 1,7852 г пятиокиси ванадия растворяют в 60 см3 раствора серной кислоты (1 : 9), приливают 5 см3 азотной кислоты, раствор кипятят до удаления окислов азота и нагревают до появления паров серной кислоты. Соли растворяют в 40 см3 воды, нагревают до появления паров серной кислоты, охлаждают и растворяют в 100 см3 воды при нагревании. Раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, охлаждают, доливают до метки раствор серной кислоты (1:9) и перемешивают.
1 см3 раствора содержит 0,001 г ванадия.
Раствор Б: 10 см3 раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, доливают до метки раствор серной кислоты (1 : 9).
1 см3 раствора содержит 0,0001 г ванадия.
Соль закиси аммоний — железа двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208—72, растворы с концентрацией эквивалента 0,01; 0,025; 0,05 моль/дм3: 4; 10; 20 г соли Мора соответственно растворяют в 400 см3 воды, приливают 50 см3 серной кислоты, охлаждают, разбавляют водой до объема 1000 см3 и перемешивают.
Массовую концентрацию раствора соли Мора устанавливают по стандартному раствору вана­дия: в три стакана вместимостью 250 см3 помещают 10—20 см3 стандартного раствора ванадия (раствор Б). Имитируют химический состав сплава добавлением соответствующего количества железа и электролитического титана и далее поступают, как указано в п. 3.1.
Массовую концентрацию раствора соли Мора (7), выраженную в г/см3 ванадия, вычисляют по формуле *•
т= —
1 V’
где т — масса ванадия во взятом стандартном растворе, г;
V— объем раствора соли Мора, израсходованный на титрование, см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

3.1. Титрование ванадия амперометрическим или потенциомет­рическим способами
Навеску ферротитана массой, указанной в табл. 1, растворяют в зависимости от массовой доли кремния в пробе одним из двух способов.
Таблица 1
Массовая доля ванадия, %
Масса навески, г
Концентрация раствора соли Мора, моль/дм3
От 0,05 до 0,5
0,5
0,01
Св. 0,5 »1,0
0,5
0,01; 0,025
» 1,0 »3,5
0,25
0,025; 0,05

Способ 1. При массовой доле кремния до 5 % навеску ферротитана помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1 : 1 и растворяют при нагревании. Затем приливают небольшими порциями 5 см3 азотной кислоты, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты.
Способ 2. При массовой доле кремния свыше 5 % навеску ферротитана помещают в платиновую чашку, смачивают водой, приливают 5—10 см3 раствора фтористоводородной кислоты. Затем по каплям приливают 5 см3 азотной кислоты и нагревают до полного растворения. К раствору в чашке приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:1, выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки чашки обмывают водой и вновь выпаривают до паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50 см3 воды, нагревают до растворения солей и переносят в стакан вмести­мостью 250 см3.
Раствор, полученный способом 1 или 2, доводят в стакане водой до 100—120 см3. В стакан с исследуемым раствором погружают электроды, включают мешалку и устанавливают напряжение 0,9 В. Приливают раствор соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3 до полного восстановления хрома и ванадия. Затем добавляют по каплям раствор марганцовокислого калия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1—2 мин.
Для восстановления избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор азотистокислого натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см3 раствора мочевины.
Записывают начальное показание стрелки микроамперметра и титруют ванадий из микробю­ретки раствором соли Мора, концентрацию которого в зависимости от содержания ванадия определяют по табл. 1, прибавляя его небольшими порциями и отмечая показания прибора после каждого прибавления раствора.
По полученным данным строят кривую титрования в координатах: объем раствора соли Мора (ось абсцисс) — сила тока (ось ординат). При амперометрическом титровании точка эквивалентнос­ти находится в месте пересечения ветвей кривой титрования. При потенциометрическом титровании точку эквивалентности определяют в момент максимального скачка потенциала.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
3.2. Титрование ванадия с применением фенилантраниловой кислоты
Навеску ферротитана массой 2 г помещают в стакан вместимостью 250 см3, приливают 30 см3 раствора серной кислоты 1:1, умеренно нагревают до полного растворения, затем приливают 5 см3 азотной кислоты. Раствор выпаривают до паров серной кислоты и охлаждают. Стенки стакана ополаскивают водой и раствор вновь выпаривают до паров серной кислоты, охлаждают, приливают 70 см3 воды и нагревают до растворения солей. Осадок кремниевой кислоты отфильтровывают на фильтр средней плотности и промывают 8—10 раз горячей водой. Фильтрат сохраняют в конической колбе вместимостью 500 см3 (основной раствор).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, озоляют и прокаливают при температуре 600—700 °С. После охлаждения осадок в тигле смачивают водой, приливают 3—5 капель раствора серной кислоты 1:1, 3—5 см3 раствора фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха. Остаток в тигле прокаливают при температуре 600—700 °С и сплавляют с 1 г пиросернокислого калия.
Плав растворяют в горячей воде и присоединяют в основному раствору. Раствор в колбе доводят водой до объема 150 см3, охлаждают, прибавляют 10 см3 раствора соли Мора с концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3. Затем для окисления ванадия прибавляют по каплям раствор марганцо­вокислого калия до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1—2 мин.
Для восстановления избытка марганцовокислого калия добавляют по каплям раствор азотис­токислого натрия до обесцвечивания раствора и немедленно приливают 7 см3 раствора мочевины. Энергично перемешивают и приливают 20 см3 раствора серной кислоты 1:1. Раствор охлаждают, добавляют шесть капель раствора фенилантраниловой кислоты и медленно титруют раствором соли Мора, концентрацию которого в зависимости от массовой доли ванадия определяют по табл. 1, до перехода фиолетовой окраски раствора в желто-зеленую.
(Измененная редакция, Изм. Ns 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Массовую долю ванадия (А) в процентах вычисляют по формуле
V- Т 100
m ’
где V — объем соли Мора, израсходованный на титрование ванадия, см3;
Т— массовая концентрация раствора соли Мора, выраженная в г/см3 ванадия;
m — масса навески ферротитана, г.
4.2. Нормы точности и нормативы контроля точности измерения массовой доли ванадия приведены в табл. 2.
Таблица 2
Массовая доля ванадия, %
Погрешность результатов анализа, %
Допускаемое расхождение, %

двух средних результатов анализа, вы­полненных в различных условиях
двух парал­лельных опре­делений
трех парал­лельных опре­делений
результатов ана­лиза стандарт­ного образца от аттестованного значения
От 0,05 до 0,10 включ.
0,013
0,016
0,013
0,016
0,008
Св. 0,1 * 0,2 ►
0,02
0,02
0,02
0,02
0,01
» 0,2 » 0,5 *
0,02
0,04
0,03
0,04
0,02
» 0,5 » 1,0 »
0,04
0,05
0,04
0,05
0,03
» 1,0 » 2,0 »
0,06
0,07
0,06
0,07
0,04
» 2,0 » 3,5 »
0,09
0,11
0,09
0,11
0,06

(Измененная редакция, Изм. № 2).

5. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД

5.1 Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в смеси соляной и азотной кислот, распылении раствора в пламя закись азота-ацетилен и измерении атомной абсорбции ванадия при длине волны 318,4 нм.
5.2 . Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный со всеми пр